【手続補正書】
【提出日】平成18年9月25日(2006.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気−機械エネルギ変換素子に周波信号を印加して弾性体に振動を励起し、前記弾性体と前記弾性体に接触する接触体とを相対駆動する振動型アクチュエータの制御装置であって、
前記周波信号を生成する信号生成手段と、
前記弾性体の振動状態を検出する振動検出手段と、
前記信号生成手段において生成される信号と前記振動検出手段からの出力信号との位相差を検出する位相差検出手段と、
前記接触体の速度を検出する速度検出手段と、
前記信号生成手段において生成される前記周波信号の周波数と電圧を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記速度検出手段にて検出された前記接触体の速度が目標速度よりも遅い場合には、前記接触体の速度を前記目標速度に近づけるように前記周波信号の電圧を変更することなく前記周波信号の周波数を下げ、
前記周波信号の周波数を下げることによって、前記接触体の速度が前記目標速度に到達する前に前記位相差検出手段により検出された位相差が第１の位相差に達した場合には、前記周波信号の周波数を下げずに前記周波信号の電圧を高くすることを特徴とする振動型アクチュエータの制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記接触体の駆動を開始する際には、前記周波信号の電圧を、前記弾性体が共振状態となっても、前記接触体の速度が前記目標値に達しない第１の値に設定することを特徴とする請求項１に記載の振動型アクチュエータの制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記周波信号の電圧に応じて前記第１の位相差の値を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の振動型アクチュエータの制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記接触体の速度が前記目標速度に到達する前に前記位相差検出ユニットにより検出された位相差が第１の位相差に達した場合には、前記周波信号の周波数を下げずに、前記周波信号の電圧を前記第１の値よりも高い第２の値に設定し、
前記周波信号の電圧が前記第２の値に設定されている状態で、前記位相差検出ユニットにより検出された位相差が前記第１の位相差よりも前記弾性体が共振状態から遠ざかることを示す第２の位相差に達した場合には、前記周波信号の電圧を前記第２の値よりも低くすることを特徴とする請求項３に記載の振動型アクチュエータの制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記周波信号の電圧に応じて前記第２の位相差の値を変更することを特徴とする請求項４に記載の振動型アクチュエータの制御装置。
【請求項６】
前記信号生成手段は、パルス信号を生成するパルス生成部と、前記パルス信号を用いて前記周波信号を生成するドライバ部とを有し、
前記制御手段は、前記パルス信号のパルス幅を増減させることにより前記周波信号の電圧を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の振動型アクチュエータの制御装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載の制御装置を有し、
前記制御装置により制御される振動型アクチュエータを駆動源とすることを特徴とする振動型アクチュエータを用いた装置。
【請求項８】
電気−機械エネルギ変換素子に周波信号を印加して弾性体に振動を励起し、前記弾性体と前記弾性体に接触する接触体とを相対駆動する振動型アクチュエータの制御方法であって、
前記周波信号を生成する信号生成ステップと、
前記弾性体の振動状態を検出する振動検出ステップと、
前記信号生成ステップにおいて生成される信号と前記振動検出ステップにより検出された振動状態を示す信号との位相差を検出する位相差検出ステップと、
前記接触体の速度を検出する速度検出ステップと、
前記信号生成ステップにおいて生成される前記周波信号の周波数と電圧を制御する制御ステップとを有し、
前記制御ステップにおいて、
前記速度検出ステップにて検出された前記接触体の速度が目標速度よりも遅い場合には、前記接触体の速度を前記目標速度に近づけるように前記周波信号の電圧を変更することなく前記周波信号の周波数を下げ、
前記周波信号の周波数を下げることによって、前記接触体の速度が前記目標速度に到達する前に前記位相差検出手段により検出された位相差が第１の位相差に達した場合には、前記周波信号の周波数を下げずに前記周波信号の電圧を高くすることを特徴とする振動型アクチュエータの制御方法。
【請求項９】
前記制御ステップにおいて、前記接触体の駆動を開始する際には、前記周波信号の電圧を、前記弾性体が共振状態となっても、前記接触体の速度が前記目標値に達しない第１の値に設定することを特徴とする請求項８に記載の振動型アクチュエータの制御方法。
【請求項１０】
前記制御ステップにおいて、前記周波信号の電圧に応じて前記第１の位相差の値を変更することを特徴とする請求項８又は９に記載の振動型アクチュエータの制御方法。
【請求項１１】
前記制御ステップにおいて、前記接触体の速度が前記目標速度に到達する前に前記位相差検出ステップにより検出された位相差が第１の位相差に達した場合には、前記周波信号の周波数を下げずに、前記周波信号の電圧を前記第１の値よりも高い第２の値に設定し、
前記周波信号の電圧が前記第２の値に設定されている状態で、前記位相差検出ステップにより検出された位相差が前記第１の位相差よりも前記弾性体が共振状態から遠ざかることを示す第２の位相差に達した場合には、前記周波信号の電圧を前記第２の値よりも低くすることを特徴とする請求項１０に記載の振動型アクチュエータの制御方法。
【請求項１２】
前記制御ステップにおいて、前記周波信号の電圧に応じて前記第２の位相差の値を変更することを特徴とする請求項１１に記載の振動型アクチュエータの制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記の目的を達成するために、第１の発明では、電気−機械エネルギ変換素子に周波信号を印加して弾性体に振動を励起し、弾性体と該弾性体に接触する接触体とを相対駆動する振動型アクチュエータの制御装置において、上記周波信号を生成する信号生成手段と、弾性体の振動状態を検出する振動検出手段と、信号生成手段において生成される信号と振動検出手段からの出力信号との位相差を検出する位相差検出手段と、接触体の速度を検出する速度検出手段と、
信号生成手段において生成される周波信号の周波数と電圧を制御する制御手段とを有する。そして、制御手段は、速度検出手段にて検出された接触体の速度が目標速度よりも遅い場合には、接触体の速度を目標速度に近づけるように周波信号の電圧を変更することなく周波信号の周波数を下げ、前記周波信号の周波数を下げることによって、前記接触体の速度が前記目標速度に到達する前に前記位相差検出手段により検出された位相差が第１の位相差に達した場合には、周波信号の周波数を下げずに周波信号の電圧を高くする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、第２の発明では、電気−機械エネルギ変換素子に周波信号を印加して弾性体に振動を励起し、弾性体と該弾性体に接触する接触体とを相対駆動する振動型アクチュエータの制御方法において、周波信号を生成する信号生成ステップと、弾性体の振動状態を検出するステップと、信号生成ステップにおいて生成される信号と振動検出ステップにより検出された振動状態を示す信号との位相差を検出する位相差検出ステップと、接触体の速度を検出する速度検出ステップと、信号生成ステップにおいて生成される周波信号の周波数と電圧を制御する制御ステップとを有する。そして、制御ステップにおいて、速度検出ステップにて検出された接触体の速度が目標速度よりも遅い場合には、接触体の速度を目標速度に近づけるように前記周波信号の電圧を変更することなく前記周波信号の周波数を下げ、周波信号の周波数を下げることによって、接触体の速度が目標速度に到達する前に位相差検出手段により検出された位相差が第１の位相差に達した場合には、周波信号の周波数を下げずに周波信号の電圧を高くする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記第１および第２の発明によれば、信号生成手段において生成される信号（周波信号又は該周波信号を生成するための信号）と弾性体の振動状態を表す信号との位相差に基づいて、周波信号の電圧を制御するので、振動型アクチュエータの特性、負荷および信号生成手段の特性の変化にかかわらず効率の良い振動型アクチュエータの駆動を行うことができる。これにより、消費電力も極力小さくすることができる。しかも、周波信号の周波数を低下させても目標速度まで駆動速度を上げられなくなった場合は、該周波信号の電圧を増加させるので、最適な電圧で振動型アクチュエータを駆動することが可能となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
ここで、振動型モータ４は、例えば図１３（Ａ）に示すように、金属等により製作された弾性体（ステータ）４ａに、圧電素子（電気−機械エネルギ変換素子）１５を貼り付けて構成された振動体と、弾性体にばね力等によって圧接する接触体（ロータ）４ｂとにより構成される。そして、圧電素子１５に複数相の周波信号Ａ，Ｂを印加することによって弾性体４ａの表面に進行波を形成し、該弾性体４ａと接触体４ｂとの摩擦によって両者を相対駆動するものである。図１３（Ｂ）には、円環状に形成された弾性体に貼り付けられた圧電素子の配置と分極状態の例を示す。Ａ１はＡ相の周波信号が印加される圧電素子群、Ｂ１はＢ相の周波信号が印加される圧電素子群である。また、Ｓ１はセンサ相（図１３（Ａ））中のＳを構成する圧電素子である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
図７には、本発明の実施例２である振動型モータの制御回路の構成を示す。なお、本実施例において、実施例１と共通する構成要素には同符号を付して詳しい説明は省略する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
一方、Ｓｔｅｐ１２１にて位相差が９０°以下であると判断したときは、Ｓｔｅｐ１２３にて、速度検出回路６から速度情報を読み込み、Ｓｔｅｐ１２４で、該速度情報に基づいて駆動周波数を決定する。駆動周波数の決定方法は実施例３（実施例１）と同様である。そして、Ｓｔｅｐ１０５に進む。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
図１２において、タイマ割り込みが発生し、Ｓｔｅｐ３０１で目標速度が減少設定されたと判別すると、ＣＰＵ１は、Ｓｔｅｐ３０２において、速度検出回路６から速度情報を読み込み、Ｓｔｅｐ３０３で、該速度情報に基づいて駆動周波数を決定する。駆動周波数の決定方法は実施例１と同様である。そして、Ｓｔｅｐ３０４に進む。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
Ｓｔｅｐ３０４では、位相差検出回路９から位相差情報を読み込む。そして、Ｓｔｅｐ３０５では、読み込んだ位相差が所定値Ｐｄｈ以上であるか否かを判別する。Ｐｄｈ以上であればＳｔｅｐ３０６にてパルス幅を所定パルス幅分減少させ、Ｓｔｅｐ３０７に進む。位相差がＰｄｈ以上でなければＳｔｅｐ３０７に進む。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
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